{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.1. (0-1)\nOceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stopnia\ndysocjacji kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego\nkwasu. Odpowiedź uzasadnij.\nOcena:\nUzasadnienie:\nHX\n54%\nH3O+\nX-\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do zmiany stężenia\nrównowagowego kwasu HX.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOcena: Stopień dysocjacji zmaleje.\nUzasadnienie, np.: Dodatek mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów H3O+, co\nskutkuje przesunięciem równowagi dysocjacji kwasu HX „w lewo”.\nlub\nMaleje wydajność dysocjacji kwasu HX.\nlub\nZgodnie z regułą przekory wzrośnie stężenie cząsteczek niezdysocjowanych kwasu HX.\nlub\nNastąpi cofnięcie procesu dysocjacji kwasu HX, a więc wzrośnie stężenie cząsteczek HX.\nUwaga: Uzasadnienie, w którym zdający stwierdza, że im większe jest stężenie kwasu, tym\nmniejszy jest stopień dysocjacji, jest błędne.","solution":"## Poprawna odpowiedź: stopień dysocjacji HX **zmaleje**.\n\nDodanie mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów \\(\\ce{H+}\\), co - zgodnie z regułą Le Chateliera - przesuwa równowagę dysocjacji HX w lewo, zmniejszając stopień dysocjacji.\n\n## Sposób 1 - Reguła Le Chateliera (efekt wspólnego jonu)\n\n**Równowaga dysocjacji słabego kwasu HX:**\n\n\\[\\ce{HX(aq) <=> H+(aq) + X-(aq)}\\]\n\n**Stała dysocjacji:**\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} = \\text{const (w danej temperaturze)}\\]\n\n**Co się dzieje po dodaniu mocnego kwasu (np. \\(\\ce{HCl}\\))?**\n\nMocny kwas dysocjuje całkowicie:\n\n\\[\\ce{HCl -> H+(aq) + Cl-(aq)}\\]\n\nStężenie jonów \\(\\ce{H+}\\) w roztworze **wzrasta**.\n\n**Efekt na równowagę HX:**\n\nIloczyn \\([\\ce{H+}][\\ce{X-}]\\) chwilowo przekracza \\(K_a \\cdot [\\ce{HX}]\\), więc równowaga **przesuwa się w lewo** (reguła Le Chateliera). W nowym stanie równowagi:\n- \\([\\ce{X-}]\\) - maleje\n- \\([\\ce{HX}]\\) - rośnie\n\n**Stopień dysocjacji** to:\n\n\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{X-}]}{c_0(\\ce{HX})}\\]\n\nPonieważ \\([\\ce{X-}]\\) zmalało, a \\(c_0(\\ce{HX})\\) (analityczne stężenie kwasu) nie zmieniło się, **\\(\\alpha\\) zmaleje**.\n\n> Zjawisko to nazywamy **efektem wspólnego jonu** - \\(\\ce{H+}\\) to jon wspólny dla dysocjacji HX i dodanego mocnego kwasu.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wyrażenie na Ka\n\nZ wyrażenia na stałą dysocjacji:\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} \\implies [\\ce{X-}] = \\frac{K_a \\cdot [\\ce{HX}]}{[\\ce{H+}]}\\]\n\nPo dodaniu mocnego kwasu \\([\\ce{H+}]\\) **rośnie** (mianownik rośnie), więc \\([\\ce{X-}]\\) **maleje** przy stałym \\(K_a\\).\n\nStopień dysocjacji:\n\n\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{X-}]}{c_0(\\ce{HX})} \\downarrow\\]\n\nWynik zgodny ze Sposobem 1. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość definicji stałej dysocjacji i reguły Le Chateliera.\n\n> 📖 Dla przypomnienia - **Karta wzorów str. 9** zawiera definicję stałej dysocjacji kwasów \\(K_a\\) i tabelę wartości \\(pK_a\\) dla wybranych kwasów. Gdyby zadanie dotyczyło konkretnego kwasu (np. \\(\\ce{CH3COOH}\\)), odczytałbyś \\(K_a\\) właśnie stamtąd.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do zmiany stezenia rownowagowego kwasu HX.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: stopien dysocjacji **zmaleje**. Uzasadnienie: dodatek mocnego kwasu zwieksza stezenie \\(\\ce{H3O+}\\), co przesuwa rownowage dysocjacji HX w lewo. Uzasadnienie typu im wieksze stezenie kwasu, tym mniejszy stopien dysocjacji jest bledne.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Częsty błąd to odpowiedź \"stopień dysocjacji nie zmienia się, bo \\(K_a\\) jest stałe\". \\(K_a\\) rzeczywiście jest stałe, ale \\(\\alpha\\) zależy od stężenia wszystkich jonów w roztworze - nie tylko od \\(K_a\\). Stałość \\(K_a\\) wymusza zmianę \\(\\alpha\\), gdy zmienia się \\([\\ce{H+}]\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić stopnia dysocjacji (\\(\\alpha\\)) z stałą dysocjacji (\\(K_a\\)). \\(K_a\\) w danej temperaturze jest stałe i NIE zmienia się po dodaniu mocnego kwasu. Zmienia się \\(\\alpha\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Niewielka ilość\" mocnego kwasu - nie zmienia to logiki rozwiązania, efekt wspólnego jonu działa zawsze, nawet przy małym dodatku. Przy bardzo dużym dodatku HX praktycznie przestaje dysocjować (\\(\\alpha \\to 0\\)).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 12.1. (0-1)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stopnia
dysocjacji kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego
kwasu. Odpowiedź uzasadnij.
Ocena:
Uzasadnienie:
HX
54%
H3O+
X-
MCH_1R

","answer_text_html":"

Zadanie 12.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do zmiany stężenia
równowagowego kwasu HX.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Ocena: Stopień dysocjacji zmaleje.
Uzasadnienie, np.: Dodatek mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów H3O+, co
skutkuje przesunięciem równowagi dysocjacji kwasu HX „w lewo”.
lub
Maleje wydajność dysocjacji kwasu HX.
lub
Zgodnie z regułą przekory wzrośnie stężenie cząsteczek niezdysocjowanych kwasu HX.
lub
Nastąpi cofnięcie procesu dysocjacji kwasu HX, a więc wzrośnie stężenie cząsteczek HX.
Uwaga: Uzasadnienie, w którym zdający stwierdza, że im większe jest stężenie kwasu, tym
mniejszy jest stopień dysocjacji, jest błędne.

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź: stopień dysocjacji HX zmaleje.

\n

Dodanie mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów \\ceH+, co - zgodnie z regułą Le Chateliera - przesuwa równowagę dysocjacji HX w lewo, zmniejszając stopień dysocjacji.

\n

Sposób 1 - Reguła Le Chateliera (efekt wspólnego jonu)

\n

Równowaga dysocjacji słabego kwasu HX:

\n
\\ceHX(aq)<=>H+(aq)+X−(aq)
\n

Stała dysocjacji:

\n
Ka=[\\ceH+][\\ceX−][\\ceHX]=const (w danej temperaturze)
\n

Co się dzieje po dodaniu mocnego kwasu (np. \\ceHCl)?

\n

Mocny kwas dysocjuje całkowicie:

\n
\\ceHCl−>H+(aq)+Cl−(aq)
\n

Stężenie jonów \\ceH+ w roztworze wzrasta.

\n

Efekt na równowagę HX:

\n

Iloczyn [\\ceH+][\\ceX−] chwilowo przekracza Ka·[\\ceHX], więc równowaga przesuwa się w lewo (reguła Le Chateliera). W nowym stanie równowagi:

\n\n

Stopień dysocjacji to:

\n
α=[\\ceX−]c0(\\ceHX)
\n

Ponieważ [\\ceX−] zmalało, a c0(\\ceHX) (analityczne stężenie kwasu) nie zmieniło się, α zmaleje.

\n
Zjawisko to nazywamy efektem wspólnego jonu - \\ceH+ to jon wspólny dla dysocjacji HX i dodanego mocnego kwasu.
\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez wyrażenie na Ka

\n

Z wyrażenia na stałą dysocjacji:

\n
Ka=[\\ceH+][\\ceX−][\\ceHX]⟹[\\ceX−]=Ka·[\\ceHX][\\ceH+]
\n

Po dodaniu mocnego kwasu [\\ceH+] rośnie (mianownik rośnie), więc [\\ceX−] maleje przy stałym Ka.

\n

Stopień dysocjacji:

\n
α=[\\ceX−]c0(\\ceHX)↓
\n

Wynik zgodny ze Sposobem 1. ✓

\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość definicji stałej dysocjacji i reguły Le Chateliera.

\n
📖 Dla przypomnienia - Karta wzorów str. 9 zawiera definicję stałej dysocjacji kwasów Ka i tabelę wartości pKa dla wybranych kwasów. Gdyby zadanie dotyczyło konkretnego kwasu (np. \\ceCH3COOH), odczytałbyś Ka właśnie stamtąd.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do zmiany stezenia rownowagowego kwasu HX.
0 pkt - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: stopien dysocjacji zmaleje. Uzasadnienie: dodatek mocnego kwasu zwieksza stezenie \\ceH3O+, co przesuwa rownowage dysocjacji HX w lewo. Uzasadnienie typu im wieksze stezenie kwasu, tym mniejszy stopien dysocjacji jest bledne.

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Częsty błąd to odpowiedź "stopień dysocjacji nie zmienia się, bo Ka jest stałe". Ka rzeczywiście jest stałe, ale α zależy od stężenia wszystkich jonów w roztworze - nie tylko od Ka. Stałość Ka wymusza zmianę α, gdy zmienia się [\\ceH+].
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić stopnia dysocjacji (α) z stałą dysocjacji (Ka). Ka w danej temperaturze jest stałe i NIE zmienia się po dodaniu mocnego kwasu. Zmienia się α.
\n
⚠️ Uwaga: "Niewielka ilość" mocnego kwasu - nie zmienia to logiki rozwiązania, efekt wspólnego jonu działa zawsze, nawet przy małym dodatku. Przy bardzo dużym dodatku HX praktycznie przestaje dysocjować (α→0).
"}]}